2.2. Підсолоджуючі речовини і цукрозамінники

Відомо, що вуглеводи є джерелом енергії. Вони забезпечують детоксикуючу бар'єрну функцію печінки, попереджують використання білка як джерела енергії, впливають на обмін ліпідів і за достатньої кількості у раціоні попереджують накопичення кетон-них тіл у процесі метаболізму жирів. Вуглеводи цукристих кондитерських виробів у харчовому каналі швидко піддаються дії травних ферментів, інтенсивно всмоктуються, у зв'язку з чим виникають коливання рівня глюкози у крові. Солодкість їх неоднакова (табл. 2.7).

У багатьох країнах світу ведуть роботи щодо створення і використання підсолоджувачів і цукрозамінників. Коефіцієнт солодкості їх коливається в значних межах (табл. 2.8).

Таблиця 2.8

КОЕФІЦІЄНТИ СОЛОДКОСТІ ЦУКРОЗАМІННИКІВ І ПІДСОЛОДЖУВАЧІВ

Цукрозамінники і підсолоджувані	Коефіцієнт солодкості (до цукрози)
Цукрозамінники:
Сорбіт	0,5
Ксиліт	1
Фруктоза	1,2
Підсолоджувачі синтетичні:
Цикламат	30—35
Аспартам	200
Сахарин	450—550
Ацесульфам	200
Сукралоза	600
Натуральні:
Монелін	1500—3000
Тауматін	1600—2500
Гліциризин	50—100
Стевіозид	200—300

£ИЇЇДІИ ИЕХ -dEUOV

sq, гц"

SO_ in" ГЦ

ч, Os" со

со" in

о, со" SO

ч; СП оо

in Os" Os

SO

•ч-го

ГО in

ГЦ 1--

Os

so ГЦ

о ■ч- ГЦ

in SO ГЦ

ГО Os ГЦ

ro ГЦ ГО

SO in го

ГЦ Os СО

со со ч-

OS ■ч-

со СО in

SO OS in

twtr/jw нвфчіг -Хоэпу

Г-"

ГЦ» so"

оо

sq, СП со

со, СП ■ч-

со, СП m

Os, CO* so

о, in" г~

Os so" 00

sO_ Os" Os

ГО

оо ГЦ

?

SO

о оо

о СЦ

in ГЦ ГЦ

ГЦ in ГЦ

ч- 00 ГЦ

ГЦ ГЦ со

Os so СО

СО со ч-

о ГО in

S я) и

Os о о"

о"

г- о"

СП <ч о"

о о"

so СП, о"

СП ■ч- о"

о in о"

оо in, о"

so so o"

■ч-г-о

ГЦ оо о"

ГЦ Os, о"

о,

3

ГЦ гц,

го го.

SO ■ч„

оо in,

ГЦ

00 оо.

■ч-гц"

ГО 4, гц"

ПЇЇ/ЛП mid -ЕХЕЭ

l/^ со"

ГЦ, in"

оо"

о"

о, rf"

<ч Г-"

о" ГЦ

ч-„ ч-" ГЦ

гол оо" ГЦ

in, ГЦ ГО

Г-" ГО

гц" ■ч-

in^ Г-" ■ч-

in, го" in

ГЦ о" SO

00 5

so" г-

о Г-" 00

г~ Os" Os

so

Os СО

Os

I

нших -ВІГВЦ

so Os"

Г-" ГЦ

ч-_ in" СП

оо, гц" •ч-

о о" ш

о Г-" in

00, со" SO

о" г-

Os so" г-

ГЦ, го" оо

Os" оо

SO^ in" Os

ГЦ о

оо о

rr

о ГЦ

SO ГЦ

го го

Os со

so ч-

СО in

о so

г- so 00 00

IfOX -ИІМЕІҐ

со, so"

Г-„ гц"

*Ч Os"

in" ГЦ

г-с-ц" СО

Os" СП

оо, so"

о Ч-" m

•ч-„ SO

о Os" so

оо so"

оо ^r" 00

о, го" OS

о

о

Os

оо ГЦ

г- го

г- ч-

in

SO

г-г-

Х11ГИЭЯ

гц"

ГЦ.

so"

so, об"

Os о"

СО, го"

in"

<ч оо"

г- о" ГЦ

ГО, го" ГЦ

о, so"

г-к so" ГЦ

SO, го

in ■ч-" го

in, г~" го

SO о" ■ч-

оо, го" ч-

ГЦ Г-" ч-

SO о" in

ГЦ in

Г-* in

00, so

oo in" so

хшвдо

orj, со"

so, Г-"

SO,

SO, in"

оо_ Os"

СП ГЦ

о, оо" ГЦ

СО^ гц" ГО

so" го

■ч-

in"

ГО о" in

о, іуо" in

OS Os" in

оо Ч-" SO

Os, Os" so

in" г-

со о" оо

in" 00

°1 Os

Os so" Os

ГО о

Os о

XK}do3

in, Co"

о г—"

r-o"

•ч-■ч-"

ГЦ оо"

гц" ГЦ

so" ГЦ

ГЦ, о" СП

ч-Ч-" ГО

sO_ оо" ГО

го" ■ч-

sO_ Г-" ■ч-

ГЦ ГЦ" in

о Г-" in

о гц" SO

s"

ГО гц" г-

г-

ч; со" 00

ГЦ Os" оо

in" Os

о

00 о

ВЕОІШЗД

ГЦ_ со"

■ч-„ so"

г- Os"

со"

m so"

о, о" ГЦ

со" ГЦ

■ч- Г-" ГЦ

ч, ГО

in" ГО

Os" ГО

ГЦ, ГО* ■ч-

ч; Г-" ч-

оо in

ГЦ. so" in

OS о" SO

sq, in" SO

ио о" г~

so, in" г-

Os о" 00

4- so" oo

о гц" Os

Os Г-" Os

EEOX -XEITBJ

•ч-"

сол оо"

in, гц"

so"

о, ГЦ

со, in" ГЦ

sO_ Os" ГЦ

о •Ч-" ГО

Ч; оо" ГО

Os 3

■Ч-,

Os, in

ч; so in

SO

г-к in" so

о" г-

ГЦ, in" Г-

о о" оо

оо, Ч-" 00

Os" 00

so Ч-" Os

so Os" Os

in о

EEOX -xAd<j>

in

о, Со"

SO, ■Ч-"

ГЦ so"

Os, Г-"

SO Os"

СО^

го"

OS, ч-"

оо, so"

оо оо"

00, о" ГЦ

гц" ГЦ

in" ГЦ

ч. Г-" ГЦ

in, Os" гц

°1, ГО

ч-_ Ч-" ГО

°1 so" СО

sq, Os" СО

sq, гц" •4-

-Ч; in" •ч-

4; oo" ■4-

BE -OMOlirj

со"

so"

■ч; о"

о ч-"

Г-"

■Ч-, ГЦ

со, in" ГЦ

го, Os" ГЦ

го^ го го

»п, Г-" го

оо, 5

so"

о" in

ГО_ in" m

о" so

о, in" so

о"

in"

г-_ о" оо

COft so" оо

гц" Os

об" Os

■4- о

EEOXXBlf

oo, so"

SO, СП

in о" ГЦ

SO, г-" ГЦ

t- •Ч-" со

Os, ч-

ГЦ Os" ч-

in so" in

о, •Ч-" SO

SO, г-

го Os"

Г-" 00

о, in" Os

q со" о

2

Os

оо ГЦ

SO ГО

in

ч-in

ГЦ so

ГЦ

00

EEOX -ЧІГВДО

in"

ГЦ,

so"

гц" ГЦ

оо" ГЦ

00 •ч-" СП

Os о" ■ч-

го, г-" ■ч-

го" in

ГОл о" SO

о, Г-" so

OS, го" г-

о, 00

ГЦ, оо" 00

in, in" Os

ro о

~

Os

ГЦ

in со

•4-■4-

ГО in

ГЦ so

BEOd -мХп

oo.

оо, СП

оо, in"

00 Г-"

Os Os"

гц"

го, ■ч-"

1П^ so"

об"

ГЦ, ГЦ

го" ГЦ

*ч so" ГЦ

00, оо" ГЦ

in, ГО

ГЦ ■ч-" ГО

CO

о" ч-

ГЦ, го" -ч-

■Ч; so" ч-

Os" ч-

ГЦ, со" in

оо so" in

SO o" so

IXO -oKoiroo чнііьСіо

ГЦ

TJ-

so

оо

о

ГЦ

•ч-

so

ОО

о ГЦ

ГЦ ГЦ

ГЦ

so ГЦ

оо

о ГО

ГЦ CO

ч- ГО

SO ГО

ОО СО

о ч-

ГЦ ч-

4-

SO ■4-

88

89

Ріст числа багатьох захворювань — цукрового діабету, серцево-судинної системи, карієсу та інших — зв'язаний із збільшенням споживання цукру. Особливо високою цукромісткою галуззю вважається кондитерська промисловість, в якій частка цукру у виробах досягає 75 %.

Вирішувати проблему раціонального харчування можна шляхом створення низькокалорійних продуктів або зменшення енергетичної цінності. З цією метою все ширше застосовують синтетичні підсолоджувачі, які мають високий цукро-зний еквівалент і незначну енергетичну цінність. Зацікавленість у підсолоджуючих речовинах зростає також у зв'язку із збільшенням потреби у дієтичних продуктах хворим на цукровий діабет.

Для хворих цукровим діабетом небажаним є споживання цукру, який викликає гіперглікемію. Тому підбирають різні цукроза-мінники і підсолоджуючі речовини, що задовольняють потребу хворих у солодкому без біологічно негативних наслідків приймання вуглеводів, які легко засвоюються. Серед цукрозамінни-ків можна виділити декілька натуральних продуктів (фруктозу, сорбіт, ксиліт тощо), а підсолоджуючими є більшість синтетичних продуктів, одержаних хімічним способом.

У відповідності з рекомендаціями Об'єднаного комітету експертів з харчових добавок (JECFA) для найбільш поширених підсолоджувачів встановлено допустиме добове споживання (ADI — Acceptable daily inteke): ацесульфам К — 15 мг/кг, аспартам — 40, сахарин — 5, цикламат — 11, сукра-лоза — 15 мг/кг.

В ЄС використання підсолоджувачів регулюється європейськими директивами з підсолоджувачів 94/35/ЄС. У відповідності з цими директивами в країнах ЄС дозволено використовувати 8 інтенсивних підсолоджувачів: ацесульфам К, аспартам, аспартам-ацесульфамова сіль, сахарин, цикламат, неогеспередин, сукрало-за, тауматін. До цих директив періодично вноситься доповнення. Одне із останніх доповнення 96/84/ЄС, у відповідності з яким були встановлені максимальні дози використання підсолоджувачів в 1 кг (1 л) різних продуктів (табл. 2.9).

Світове виробництво підсолоджувачів щорічно зростає на 10—15 % і досягло рівня 80 тис. т. Згідно даних Держком-стату України в 2004 році в Україну було імпортовано 407 т підсолоджувачів. Частка окремих із них наведена на рис. 2.10.

И Аспартам ■ Ацесульфам К □ Сахарин □ Цикламат натрію

Рис. 2.10. Імпорт інтенсивних підсолоджувачів у 2004 p., %

Аспартам — 23; Ацесульфам К — 2;

Сахарин — 42, Цикламат натрію — 33

Таблиця 2.9

МАКСИМАЛЬНІ ДОЗИ ВИКОРИСТАННЯ ПІДСОЛОДЖУВАЧІВ В 1 КГ (1 Л) ПРОДУКТІВ

Підсолоджувач	Безалкогольні напої на водяній основі, мг/л	Напої на молочній основі і на основі с оків, мг/л
Аспартам	600	600
Ацесульфам К	350	350
Аспартам + ацесульфамова сіль	350	350
Цикламат	250	250
Неогеспередин	30	30
Сахарин	100	100
Сукралоза	300	300
Тауматін	не нормується	не нормується

Із зареєстрованих у Реєстрі санітарно-епідеміологічних висновків Департаменту Держсанепіднагляду (Росія) за період 1990— 2004 pp. на частку ацесульфаму К приходилося 25 %, аспар-таму— 19%, сахарину— 16%, цикламату— 19%, сорбіту 12 %, стевіозиду — 4 %, ксиліту — 3,5 %, мальтиту — 3- %, ізомальта— 1,3%, неогесперидину і цукралози— по 0,8%, лактату, неотама, еритрину і Твін Світу — по 0,3 %.

90

91

В Індії виробляють пальмовий цукор-сирець, як природний підсолоджувач. У його складі 51 % цукрози, 21,2 % глюкози, 0,2 білка і 3,4 % мінеральних речовин. Він широко використовується, характеризується функціональними властивостями і вважається корисним для здоров'я людей.

Фруктоза повільно всмоктується з кишок (у 2,3 раза повільніше, ніж глюкоза) і мало впливає на рівень цукру в крові. Метаболізм її здійснюється без участі інсуліну, що дає змогу використовувати фруктозу у харчуванні хворих цукровим діабетом. За результатами досліджень у Фінляндії, встановлено, що хворі з легкою або добре контрольованою формою цукрового діабету можуть споживати 1—1,5 г фруктози на 1 кг маси тіла на добу без негативної дії на метаболізм. У зв'язку з високою солодкістю фруктози забезпечується зниження частки вуглеводів на 40 %, тим самим зменшується енергетична цінність виробів. Фруктоза має обмежену карієсогенну дію порівняно з цукрозою і глюкозою. Вона може підсилювати смак і аромат продуктів, утворює ароматичні і забарвлені сполуки, у 2 рази перевищує швидкість розкладу спирту в організмі. У реалізацію надходить фасованою 250 г у картонній коробці і полімерній вкладці.

Вперше чисту кристалічну фруктозу розробила фінська фірма «Ноумен Сокерн». В основі цієї технології покладений спосіб розподілу інвертного сиропу на фруктозну і глюкозну фракції з допомогою хроматографічного методу. За цією технологією у США збудований самий великий у світі завод «Ксюрофін».

Канадські вчені використали нові мутантні дріжджі Sac-charomyces cerevisiae для спільного виробництва фруктози та етанолу шляхом селективного перетворення глюкози в етанол із цукрового середовища. З метою підсилення бродіння до біореактора приєднана установка дифузійного випаровування, що підтримує концентрацію етанолу в поживному середовищі на низькому рівні, внаслідок чого знижується гальмівна дія етанолу на дріжджі.

Мутагенні дріжджі можуть переробляти за 24 години 41 %-вий розчин цукрози: без видалення етанолу тривалість переробітку розчину складає 40 год; а вихід фруктози і етанолу досягає відповідно 98 і 82 %.

Фруктоолігоцукриди (ФОЦ)

Вони являють собою підсолоджувачі з вираженою функціональною активністю. За хімічною структурою це олігофруктозиди, в яких залишки Р-, D-фруктофуранози з'єднані між собою 0-

2,1 — глікозидними зв'язками і мають на одному кінці ланцюга залишок а-глюкози з'єднаний з фруктозою зв'язком а-1,2. їх можна розглядати як похідні цукрози, до фруктозної частини якої приєднані від 1 до 3 фруктофуранозних залишків із зв'язками f>-2,1. Основними компонентами ФОЦ є 1-кестоза, ністоза і IF фруктофуранозилністоза. Відносна солодкість цих сполук складає відповідно 31, 22 і 16 % солодкості цукрози. Розроблена технологія отримання ФОЦ із цукрози під дією р-фруктофуранозидази або фруктозилтрансферази. Цей підсолоджувач дуже гігроскопічний, володіє високою стабільністю в інтервалі рН 4-7, термостабільність у нього вища ніж у цукрози (140°С). Ступінь і характер солодкості ФОЦ ідентичні показникам цукрози. Продукти із сиропом характеризуються доброю во-логоутримуючою здатністю, завдяки чому довше зберігається свіжість виробів. Цей продукт не містить калорій, він не викликає карієсу і його можуть споживати діабетики. Він володіє вираженою пребіотичною дією — не засвоюється у верхніх відділах шлунково-кишкового тракту, його селективно споживають біфі-добактерії. В літературі приведені дані, що ФОЦ пригнічує ріст гнилісної мікрофлори, сприяє нормалізації кров'яного тиску і рівня ліпідів у крові, поліпшує адсорбцію кальцію і магнію, підвищує імунітет. Завдяки згаданим властивостям ФОЦ широко використовують як функціональний підсолоджувач нового покоління у рецептурі кондитерських виробів, сухих сніданків та інших харчових продуктів. В Японії рекомендована норма споживання ФОЦ складає 0,8 г/кг маси в день. Вони включені у більш ніж 500 традиційних японських продуктів і вважаються як важливий чинник збільшення тривалості життя та підтримання здоров'я нації.

Сироп Olitose-FOS володіє приємним смаком ідентичним цукрозі, може вироблятися з різним рівнем солодкості, містить у вуглеводному складі близько 25 % 1-кестози, 20 % ністози і 10 % фруктозилністози.

Замінник цукру Palatinose відрізняється низькою глюкамідною дією, без шкідливого впливу на зуби. Він являє собою функціональний вуглеводень і з його допомогою можна зменшити коливання вмісту цукру в крові та інсуліну. Це в певній мірі попереджує підвищення апетиту, а низьке глюкамідне харчування сприяє спалюванню жирів.

Ізомальт отримують із цукру. Він відноситься до цукрозамін-ників другого покоління, складається з еквімолекулярної суміші ізолятів a-D-глюкопіранози— l,6-D-cop6rry та a-D-

92

93

глюкопіранозіл-1,6-Б-мантіту. Він має низький глікемічний індекс, завдяки чому рекомендується діабетикам, не проявляє шкідливої дії на зуби, характеризується низькою енергетичною цінністю та гігроскопічністю. Застосовується у виробництві карамелі, жувальних пастилок, жувальних гумок, драже, шоколаду і борошняних кондитерських виробів.

У виробництві ізомальта з допомогою ферментних препаратів поєднується частини глюкози і фруктози і збагачуються воднем. Він є об'ємним підсолоджувачем і заміняє цукор у співвідношенні 1:1. вважають, що він скорочує утворення зубного нальоту і сприяє укріпленню зубної емалі. Калорійність ізомальту складає близько 2 ккал/г. Ферменти менш інтенсивно розщеплюють ізо-мальт ніж цукор, тому рівень інсуліну в крові при споживанні ізомальту підвищується повільніше та менш виражено. Вважають що він діє як баластна речовина, стимулює функціонування кишечнику і вважається пребіотиком.

З 1984 року ізомальт вийшов на міжнародний рівень і зараз використовується у всьому світі у більш ніж 1000 назвах продуктів. Найбільш вдало ізомальт підходить до кондитерських виробів. Він мало поглинає вологи і тому продукція стійка до зволоження. Використання ізомальту в карамельному виробництві гарантує отримання прозорого продукту з приємним смаком і тривалим строком зберігання. Його також використовують для виробництва твердої, м'якої, жувальної карамелі, драже, грильяжу, нуги, шоколаду і шоколадних виробів, пралінових і марципанових цукерок, печива, вафель.

Лактитол (лактат) — новий цукрозамінник, що отримують із лактози шляхом каталітичної гідрогенізації. Солодкість його складає 0,3—0,4 солодкості цукрози. Він не гігроскопічний, а калорійність складає 50 % від енергетичної цінності цукрози. Може бути використаний у виробництві печива, тортів, тістечок, вафель, а також жувальних гумок, жувальних цукерок і жувальної карамелі, всіх видів мармеладу, цукерок з різними корпусами, шоколаду і шоколадних виробів. Важливе значення має можливість утворювати аморфну структуру карамелі.

Багатоатомні спирти (поліоли) виявлені у фруктах, ягодах і інших частинах рослин. За хімічною структурою вони близькі до моносахаридів, але замість альдегідної або кетонної груп у них спиртова. Вони добре розчинні у воді, мають солодкуватий смак різної інтенсивності і відтінку, дуже повільно всмоктуються з кишок (у 5—6 разів повільніше від глюкози), що виключає гіперглікемію після приймання у невеликих кількостях (до 20—30 г).

94

За даними Беєрбо-ом (1978), утилізація енергетичної цінності багатоатомних спиртів становить по відношенню до їх енергетичної цінності, %: сорбіт— 90, ксиліт— 100, манніт— 50, маль-тіт — 90.

Сорбіт виділений з ягід горобини (фр. lesorb) французьким хіміком Біссунго у 1868 р. Він є у ягодах терну (0,5—10 %), глоду (4,7—7,6 %), кизилу (3,6—5,1 %).

Сорбіт—- шестиатомний спирт СНгОН (СНОН)4 СНгОН (СвНнОб), молекулярна маса якого 182,13, а енергетична цінність — 3,5 ккал/г. Відсутність гіперглікемії у разі приймання сорбіту підтверджено багатьма авторами (Л. Г. ІІІерман, І. І. Шеле-кентинга та ін.).

Сорбіт легко розчиняється у воді, не змінюється під час кип'ятіння і випікання, він без запаху, має обмежену солодкість (48 % солодкості цукрози). Для досягнення звичайної солодкості виробів збільшують концентрацію сорбіту, що суттєво підвищує енергетичну цінність і дає характерний смак.

Сорбіт характеризується помітною послаблюючою і жовчогінною дією, бере участь у насиченні організму аскорбіновою кислотою, тіаміном тощо. Він, всмоктавшись у кишки, метаболізу-єтьсл у печінці, трансформуючись у фруктозу і глікоген без участі інсуліну.

Сорбіт одержують гідрогенізацією D-глюкози.

Ксиліт— п'ятиатомний спирт С5Н12О6, який міститься у деяких фруктах і овочах, мг/100 г: сливах білих— 935, суниці — 362, шпинаті— 107, цибулі— 89, моркві та картоплі— 86. Він має вигляд дрібних кристалів білого кольору, без запаху, добре розчиняється у воді, дуже гігроскопічний, більш стійкий, ніж цукор до дії високих температур, кислот і лугів. Енергетична цінність ксиліту 3,67 ккал/г. Ксиліт має приємний солодкий смак і за солодкістю близький до цукрози. Під час його розчинення поглинається теплота, що створює відчуття прохолоди.

Розроблена технологія отримання ксиліту із соломи сорго, яку гідролізують і методом біоконверсії перетворюють у підсоло-джувач. В оптимальних умовах гідролізу (концентрація соляної кислоти 6 %, температура 100°С, тривалість реакції 83 хв.) у 100 г гідролізату може міститись, г: ксилоли— 21,3, глюкози— 4,7, фурфуролу — 0,8, оцтової кислоти — 2,8.

Утилізація ксиліту не залежить від інсуліну. Він володіє анти-кетонною дією, зумовленою перетворенням у глікоген, і здатний зменшити накопичення у печінці ацетілкоензиму А, що є джерелом утворення кетонових тіл. Встановлена протикарієсна дія

95

ксиліту. Споживання жувальної гумки із ксилітом протягом І — 2 років знижувало захворювання карієсом на 90 %.

Ксиліт дозволений як харчовий цукрозамінник для хворих цукровим діабетом. Максимальна добова доза ксиліту 40 г. У невеликих кількостях (15—20 г) він мало впливає на рівень цукру в крові, а його обмін проходить без участі інсуліну. Він не асимілюється більшістю мікроорганізмів, а тому продукти з ним не піддаються мікробіологічному розкладу.

Ксиліт одержують на гідролізних заводах відновленням кси-лози, яка міститься у гідролізатах геміцелюлоз бавовняної лузги і кукурудзяних качанів.

Мальтіт— це стереоізомер сорбіту, широко поширений у рослинному світі. Одержують його як побічний продукт під час гідрогенізації інвертного цукру. Мальтіт відрізняється низькою енергетичною цінністю, використовується в деяких країнах у виготовленні дієтичних продуктів.

Мальтіт- похідний сорбіту (4-а — D-глюкопіранозілсорбітол) і за смаком нагадує цукор. У шлунку частина його гідролізується на сорбіт і глюкозу, а частина адсорбується у нерозщепленому вигляді. Він не гігроскопічний, термостійкий, не взаємодіє з амінокислотами. Мальтіт плавиться аналогічно харчовим жирам, тому з його використанням можна зменшити не тільки кількість цукру, але й жиру. Характеризується доброю емульгуючою і пі-ностабілізуючою здатністю, може виконувати роль антикристалі-затора цукрози.

В Німеччині розроблена технологія мальтіна — нового маль-тодекстрину, на основі використання гідролізу бактеріальною а-амілазою і поступовим нагріванням від 60 до 90°С, а потім до 100°С. Скоагульований білок відділяють на центрифугах, а розчин висушують.

Мальтіт широко використовують у Японії як солодкий наповнювач діабетичних продуктів низької енергетичної цінності. Серед підсолоджуючих речовин рослинного походження відомі стевіозід, монелін, тауматін, гліциризін.

Лактулоза. Ізомеризація лактози в лактулозу проходить у лужних відновлюючих середовищах у присутності комплексного високоефективного каталізатора. Запропонований процес ізомеризації лактози в лактулозу з використанням борної кислоти як каталізатора.

Стевіозід— натуральний підсолоджувач інтенсивного типу, кристалічний глюкозид з відносною солодкістю в очищеному вигляді 250—300, солодким смаком і лакричним або ментоловим

присмаком. Одержують з листя куща Stevia relaudiana Bertoni, що росте у Бразилії, Парагваї, КНР, Південно-Східній Азії і Японії. З кінця 80-х років стевія вирощується і в Україні, Молдові, дещо пізніше — Узбекистані і Росії. Свіже листя стевії трохи солодші цукру, сушені — солодші у 20—30 разів. Основними солодкими компонентами листя є глікозиди: стевіозид, ребаудиозиди, дулкозид.

У багатьох країнах підтверджена безпечність стевіозиду, а також його здатність нормалізувати функції імунної системи людини, кровообігу, артеріального тиску. Вважають, що він поліпшує репарацію різних виразкових процесів, стимулює секрецію інсуліну. Стевіозид рекомендований для хворих цукровим діабетом і для людей з надлишковою масою тіла. Розроблені промислові способи екстрагування глікозидів і наступного концентрування та сушіння.

Високоякісний стевіозид, який не має специфічного післясма-ку і гіркоти, особливо за високих концентраціях, виробляють тільки в Японії. Його використовують у рецептурах 40 % виробів, які виробляються у цій країні.

Компанією Steviaii Biotechnology Corp. розроблена технологія ферментативного обробітку стевіозиду ферментними препаратами, які трансформують вуглеводну частину молекули стевіозиду шляхом приєднання нових вуглеводів (глюкози, фруктози, або галактози). Донорами вуглеводних фрагментів можуть бути крохмаль, мальтоза, цукроза, лактоза та інші природні субстрати. Ферментативна модифікація стевіозиду приводить до утворення похідних, основним з яких є моноглюкостевіозид. Внаслідок ферментативного обробітку стевіозиду усувається гіркий присмак і він набуває чистого солодкого смаку, ідентичного цукру.

Медико-біологічні дослідження стевіозиду, які проведені в різних країнах світу показали, що за його регулярного споживання знижується вміст цукру, радіонуклідів і холестерину в організмі, поліпшуються регенерація клітин і коагуляція крові, гальмується ріст новоутворень, зміцнюються кровоносні судини.

Стевіозидом з коефіцієнтом солодкості 200—300 можна повністю замінити цукор у кондитерських виробах, в яких масова частка останнього не перевищує 20 % (крекер, затяжне печиво, торти окремих видів).

Стевіозид легкорозчинний, стабільний під час обробітку і зберіганні, не зброджується мікроорганізмами, не зумовлює карієс, має низьку енергетичну цінність, не руйнується під час нагрівання, стійкий у кислих середовищах, не токсичний.

З гортензії і лакричника екстрагована речовина типу стевіозиду.

96

5' 97

Неогесперидин дигідрохалкон (нитроза) виділений із шкірочки цитрусових плодів з коефіцієнтом солодкості 180—200. Рекомендовано добова доза цитрози визначена на рівні 5 мг на 1 кг маси тіла людини, тобто для повної заміни цукрози потрібно всього 50 мг цитрози. Відчуття солодкості, що зумовлене цитрозою, більш тривале, ніж під дією цукрози — майже 10 хв. після приймання.

Цитроза стабільна і не втрачає солодкості в умовах високого тиску і кип'ятінні в кислому середовищі, добре поєднується з іншими підсолоджувачами, у тому числі з ксилітом та штучними замінниками цукру. Найбільш широко використовується у виготовленні кондитерських виробів, а також у складі смако-ароматичних добавок у кількості від 2 до 5 мг/кг для більшості груп харчових продуктів. Цитрозу не рекомендують включати до складу дієтичних продуктів.

Гліциризін— екстракт лакричного кореня (Glycyrbizae siccium), який використовують у вигляді амонійної солі. Солодкість його у 50—100 разів вища за цукрозу. Він має присмак лакриці, що обмежує його використання. В присутності цукрози гліциризін проявляє синергізм. Часто використовують екстракти солодкового кореня, які застосовують у кондитерській і тютюновій промисловості.

Гліцирізинова кислота має протизапальні властивості, сприятливо діє на імунну систему людини, підвищує опірність різним вірусним захворюванням, поліпшує кровопостачання. Розроблена карамель з використанням екстракту лакричного кореню, а також ефірних олій шавлії, евкаліпта, анісу, тобто карамель лікувально-профілактичного призначення.

В останні десятиріччя виконані наукові дослідження щодо виділення замінників цукру із природних білків.

Так, із плодів Richardela dulcifica виділений міракулін, цукриста частина якого представлена фруктозою, глюкозою, ксилозою, манозою і галактозою. Він стійкий у середовищі з рН від 3 до 12 і може використовуватися як модифікатор смаку (кисле перетворює в солодке), але не стійкий до нагрівання.

Монелін — одержують з м'якоті дуже солодких плодів західно-африканської рослини Dioscoreophyllum cumminsii. Сучасна техніка екстрагування дає змогу одержати з 1 кг плодів 3—5 г чистого білка зі ступенем солодкості у 1500—3000 разів вищою, ніж у цукрози. Очищений білок Морріз і Каган назвали монелі-ном (підсолоджуючою речовиною).

Реакція окремих людей на монелін неоднакова, у деяких він не викликає відчуття солодкості. Тому вважають, що це відчуття

білкових солодких речовин збуджується у спеціальних клітинах рецептора. У зв'язку з труднощами вирощування сировини і термічною нестійкістю монеліну він є малоперспективною пісоло-джуючою добавкою.

Тауматін — білкова сполука, виділена із плодів катемфе (Thaumatococ-cus danielli), що росте в тропічних лісах Західної Африки, в 100—400 разів солодша за цукор. З 1 кг плодів отримують 6 г білка зі солодкістю 3000—4000 разів вищою солодкості цукрози. Тауматіни синергують зі штучними підсолоджувачами.

Тауматін добре розчинний у воді, має слабкий лакричний присмак, нестійкий у кислому середовищі під час нагрівання. У Нідерландах тауматін одержують ферментативним способом. Його використовують для виготовлення жувальної гумки, напоїв, ароматизаторів.

На основі туаматіну виробляють препарат талін із солодкістю 3500, який використовується у рецептурі жувальних гумок, зубних паст та ін.

L-арабінозу отримують кислотним гідролізом волокон кукурудзи, гуммі, на основі аравійської камеді, бурякової пульпи тощо. Вона використовується як підсолоджуюча сировина для низькокалорійних харчових продуктів.

Японська фірма «Unitika Ltd» розробила ферментативний спосіб отримання L-арабінози із поліцукридів відстою волокон буряка, залишкових волокон апельсинів, яблук тощо, під дією ара-бінази і арабінофуранозидаз, виділених із плісені Aspergillus. За цим способом відстій змішують з водою і ферментами на 3— 24 год. при 40—80°С. Утворений розчин з арабінозою фільтрують, очищують активованим деревинним вугіллям, після— на іонообмінниках і випаровують для отримання кристалів L-арабінози.

Деякі фірми спеціалізуються на випуску сумішей цукрозамін-ників. Важливе місце займає пошук низькокалорійних замінників цукру. До складу замінника входить інулін і сукралоза або суміш сукралози з іншим високоінтенсивним підсолоджувачем. Сукралоза має стійкий солодкий смак, майже у 600 разів солодша цукрози, може входити як підсолоджувач у рецептури кондитерських, хлібобулочних, молочних продуктів, безалкогольних і алкогольних напоїв. Вона вважається безпечною для діабетиків, вагітних жінок, дітей.

Наповнювачем деяких продуктів служить мальтодекстрин. Замінник цукру використовується в раціонах дієтичного харчу-

98

5*

99

фенілаланіну у тканинах мозку, що в свою чергу веде до порушення синтезу катехоламінів. Він протипоказаний хворим на фе-нолкетанурію. Тому продукти харчування, які містять аспартам на етикетках повинні мати попереджувальний напис — «Є джерелом фенілаланіну». При метаболічному перетворенні аспартаму у крові накопичується метанол, що може мати місце внаслідок безконтрольного споживання підсолоджувача. Допустима добова доза аспартаму обмежена 40 мг/кг маси тіла. В Україні аспартам дозволено використовувати у виробництві безалкогольних напоїв.

Аспартам реалізується під американською торговою маркою «NutraSweet», а також під марками «Miwon» (Південна Корея), «Enzimologa» (Мексика), «Ajinomoto» (Японія). Аспартам займає близько 23 % світового об'єму виробництва штучних підсоло-джувачів і використовується для виготовлення понад 5 тис. назв продуктів і напоїв.

Значна кількість незалежних експертів вважає, що тривале використанні аспартаму, особливо в надмірних кількостях, може викликати головний біль, дзвін у вухах, алергію, депресію, безсоння, а у тварин навіть рак мозку.

Найближчий аналог аспартаму метиловий ефір d-1-аміномало-ніл-1-фенілаланін — солодший від аспартаму у 153—237 разів.

Окремі підсолоджувачі мають позитивні і деякі негативні сторони. Наприклад, аспартам не має високої стійкості, оскільки зберігає солодкість тільки за рН 3,4—5,2, не термостабільний (втрачає солодкість за температури вище 70°С), піниться у виробництві безалкогольних напоїв і має приторний солодкий смак, не властивий смаку цукру.

З аспартаму отриманий підсолоджувач неотам, який відрізняється високим коефіцієнтом солодкості.

Цикламати — це натрієва, магнієва і кальцієва солі цикла-гексилсульфамінової кислоти. Вони в 30 разів солодші, ніж цукроза, добре розчиняються і стабільні у кислотних продуктах, стійкі до дії високих температур та низького значення рН. Дозволені для використання більше ніж у 50-ти країнах. їх споживання складає 7,5 % загальносвітового об'єму використання підсолоджувачів.

Продукти метаболізму цикламатів досить швидко виводяться з організму але деяка їх частина розкладається на вихідні цикло-гексиламін і дициклогіксиламін, які мають токсичні та канцерогенні властивості. В літературі наведені дані, що цикламати у великих дозах викликають у дослідних тварин рак сечового міхура. Допустима добова доза цикламату складає 11 мг/кг маси тіла.

В Україні цикламат рекомендовано як підсолоджувач у композиції із сахариним у співвідношенні 10:1.

Цикламат натрію не характеризується достатньою солодкістю. Кожний індивідуальний підсолоджував має максимальний поріг солодкості, який не підвищується із збільшенням концентрації добавки. Тому часто використовуються два і більше підсолоджувачів, які проявляють «кількісний синергізм». Наприклад, 0,32 кг маси рівних частин аспартаму і ацесульфаму К характеризуються такою ж солодкістю, як і 0,5 кг кожного із них окремо.

Досить вдалою є суміш ацесульфаму-К і аспартаму. Це зумовлено тим, що ацесульфам-К характеризується швидко наступаючим але малостійким смаком солодкості, який відносно швидко проходить.Смак солодкості аспартаму, навпаки наступає з деяким запізненням. У суміші поєднання цих підсолоджувачів наближається до профілю смаку цукру, за інтенсивністю і часом. Подібний синергетичний ефект виявлений у сумішах інших підсолоджувачів, наприклад, сахарину і цикламату або у більш складних багатокомпонентних сумішах. В Україні виробляються такі суміші під ТМ «Світлі».

На основі аспартаму виробляють «Аспасвіт» (варіанти суміші аспартаму з цикламатом, сахарином, ацесульфамом) за ступенем солодості від 200 до 450, аспартин (суміш аспартаму, сахарину і цикламату) «Сламікс» (суміш аспартаму, ацесульфаму і цикламату) зі ступенем солодості до 400, «Євросвіт» (суміш аспартаму, ацесульфаму, сахарину і цикламату), «Сладекс» та ін.

В кінці 1997 р. американською корпорацією «Monsanto» із аспартаму отриманий новий високоефективний підсолоджував «Неотам», який у 8 тис. разів солодший цукрози. За смаком він нагадує аспартам, але його стабільність у кислотах і нейтральних водних розчинах у 60 разів вища, ніж у аспартаму.

Ацесульфам-К вважається перспективним синтетичним підсо-лоджувачем. Це біла кристалічна речовина, похідна ацетооцтової кислоти, у 200 разів солодша від цукру. Ацесульфам-К добре розчиняється у воді, стабільний у розчині, стійкий до високих температур і низьких значень рН, не залишає післясмаку. Він може зберігатись за кімнатної температури до 6—8 років. Високий ступінь синергізму в присутності ацесульфаму-К дозволяє знизити кількість використаних підсолоджувачів до 40 %, наприклад, для заміни 10 % цукру рекомендується наступна суміш: ацесульфам-К— 130 мг/л, аспартам— 130 мг/л і фруктоза — 10 мг/л. Ацесульфам-К характеризується дуже короткочасним солодким смаком.На підставі довготривалих досліджень зробле-

102

5**

103

но висновок про відсутність мутагенної, канцерогенної активності цього підсолоджувала.

В Україні ацесульфам-К дозволено для використанні у кондитерському виробництві і виготовленні безалкогольних та слабоалкогольних напоїв, десертів, фрукто-овочевих консервів, соусів. Інститутом біоорганічної хімії НАН разом з НДІ спирту і біотех-нології розроблена вітчизняна технологія синтезу аналога ацесу-льфаму-К — отизону.

Отизон має коефіцієнт солодкості 200, допустима добова доза його встановлена 4,6 мг/кг маси тіла.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Який стан виробництва і споживання цукру в Україні і світі?

2. Порівняйте споживні властивості основних видів цукру.

3. Як впливає якість і хімічний склад цукрових буряків на вихід і якість цукру?

4. Яка роль окремих способів очищення дифузійного соку у формуванні якості цукру?

5. Яким вимогам повинен відповідати цукор-пісок у відповідності з державним стандартом?

6. Порівняйте способи отримання цукру-рафінаду із цукру-піску і тростинного цукру-сирцю?

7. Чим відрізняються окремі види цукру-рафінаду між собою?

8. Які особливості пакування, маркування, транспортування і зберігання цукру-піску і цукру-рафінаду?

9. Які відмінні особливості найбільш поширених підсолоджу-вачів і цукрозамінників?

РОЗДІЛ

ram

*ія«К?<г*Ш tap и

^{Шш МЕД}

-. аг п